配备有应答器的充气轮胎的制作方法

[0001]
本发明涉及一种配备有应答器的充气轮胎。


背景技术：

[0002]
近年来，出现了所谓的“智能”充气轮胎，它们能够形成现代车辆的重要组成部分，提供有关安装的充气轮胎的类型的信息、有关充气轮胎的状态的信息以及有关环境条件的信息。
[0003]“智能”充气轮胎通常配备有应答器(即，适合通过射频进行通信的电子器件)，该应答器允许充气轮胎的识别、特性和历史的远程通信(即，既可以与装有轮胎的车辆进行通信，也可以与必须执行充气轮胎的检查或更换的操作员进行通信)。
[0004]
最近，基于应答器的存在，已经提出了rfid(“无线电频率识别”)技术与tpms(“胎压监测系统”)技术的统一，其测量有效的充气压力以存储有效的充气压力，然后借助于应答器自身远程通信有效的充气压力。
[0005]
最初，提出将应答器胶粘到充气轮胎的胎侧的内表面或外表面上；从设计的角度来看，该解决方案极其简单，并且也适用于现有充气轮胎；然而，相较而言，它不能保证应答器不会在充气轮胎的胎侧受到周期性变形后从充气轮胎上脱离(尤其是当胶粘到外表面时)。
[0006]
此后，提出了将应答器集成在充气轮胎的结构内，即在构成充气轮胎的各层的内部。
[0007]
专利申请us20080289736a1说明了一种充气轮胎，其中，在胎圈处将应答器集成到充气轮胎的结构中；特别地，应答器配置在胎体帘布层的折翼上方的胎侧与胎圈填充物之间。
[0008]
专利申请ep2186658a1说明了一种充气轮胎，其中，在胎圈处将应答器集成到充气轮胎的结构中；特别地，应答器配置在胎体帘布层的折翼上方的胎侧和胎圈填充物之间，或者应答器配置在胎圈填充物和胎体帘布层之间(即，在胎体帘布层的折翼内)。
[0009]
专利申请ep1366931a2说明了一种充气轮胎，其中，在胎圈处将应答器集成到充气轮胎的结构中；特别地，将应答器埋设在胎圈填充物中，并位于胎体帘布层的折翼内部，或者将应答器埋设在配置成靠近胎圈芯内侧的橡胶中(因此，其位于胎体帘布层的折翼外侧)。
[0010]
专利申请us2010122757a1说明了一种充气轮胎，其中，应答器优选地配置在耐磨胶条的端部与胎圈填充物的端部之间的胎圈处。
[0011]
专利申请ep1978345a2说明了一种用于估计在充气轮胎滚动时作用在充气轮胎上的力的方法，该方法利用安装在胎侧的一部分上的至少七个传感器。
[0012]
专利申请us2011175778a1说明了一种充气轮胎，其中，应答器配置在胎圈填充物与胎侧之间。
[0013]
专利申请ep1552968a1说明了一种充气轮胎，其中，应答器在胎圈处配置在胎体帘
布层的端部的径向内侧。
[0014]
然而，应答器在充气轮胎内的上述定位是不理想的，因为它们不能使应答器承受的应力和变形最小化(在充气轮胎的构造期间和充气轮胎的使用期间都如此)，同时不能使应答器射频通信干扰和干涉最小化。


技术实现要素：

[0015]
本发明的目的是提供一种配备有应答器的充气轮胎，该应答器没有上述缺点，并且特别是易于且便宜地实施。
[0016]
根据本发明，如所附技术方案所述，提供了一种配备有应答器的充气轮胎。
[0017]
技术方案说明了形成本说明书的组成部分的本发明的优选实施方式。
附图说明
[0018]
现在参考附图说明本发明，附图示出了多个非限制性的示例性实施方式，其中：
[0019]
图1是根据本发明制造的充气轮胎的示意性横截面，为了清楚起见，去除了一些部件；
[0020]
图2是图1的充气轮胎的应答器的示意图；
[0021]
图3和图4是根据剖面线iii-iii和根据剖面线iv-iv的图2的应答器的横截面的两个视图；
[0022]
图5和图6是根据两个替代实施方式的图1的细节的两个放大图；
[0023]
图7是示出图2的应答器相对于图1的充气轮胎的胎体帘布层的边缘的配置的示意图；和
[0024]
图8和图9是根据两个另外的实施方式的图1的细节的两个放大图。
具体实施方式
[0025]
在图1中，充气轮胎整体上用数字1表示并且包括环状胎体2，该胎体包括单个胎体帘布层3，该帘布层3部分地折叠到自身上，因此具有两个侧向折翼(即两层相互叠置，统称为“折返”)。在胎体帘布层3的每个折翼中，胎体帘布层3的边缘(即，末端)支撑抵靠胎体帘布层自身的中间部分。换言之，环状胎体2仅且唯一地包括单个且唯一(single and unique)的胎体帘布层3，因此不包括叠置在胎体帘布层3上的任何其它胎体帘布层(无论是否形成折翼)。
[0026]
在胎体2的相对侧上，配置了两个环形胎圈4，每个胎圈被胎体帘布层3包围(即，被胎体帘布层3的折翼包围)，并且具有胎圈芯5和胎圈填充物6，胎圈芯5用许多金属线的缠绕物加固。
[0027]
胎体2支撑环形胎面7；在胎体2和胎面7之间插入胎面带束8，胎面带束8包括两个胎面帘布层9。每个胎面帘布层9均包括嵌入在橡胶带束内的多条帘线(未示出)，多条帘线以给定的节距彼此并排配置并形成相对于充气轮胎1的赤道平面确定的倾角。
[0028]
内衬层10配置在气密的胎体帘布层3内，构成内衬并且具有将空气保持在充气轮胎1内的功能，以便随时间推移维持同一个充气轮胎1的充气压力。
[0029]
胎体帘布层3支撑在胎面7和胎圈4之间配置在胎体帘布层3外侧的一对胎侧11。
[0030]
最后，胎体帘布层3支撑一对耐磨胶条12，该耐磨胶条在胎侧13下方以及胎圈4处配置在外侧。
[0031]
充气轮胎1根据被称为“包封”的构造方式制造，其中，胎体帘布层3的每个折翼在胎面帘布层9的径向下方终止(因此，在胎面7的径向下方与最内部的胎面帘布层9接触)；即，在每个折翼中，被支撑抵靠胎体帘布层3自身的中间部分的胎体帘布层3的边缘(即末端)在胎面帘布层9的径向下方(因此，在胎面7的径向下方与最内部的胎面帘布层9接触)。换言之，在每个折翼中，胎体帘布层3的边缘(即，末端)与最内部的胎面帘布层9接触。
[0032]
根据图1所示，充气轮胎1的横向截面具有总高度h(厚度，即，垂直于充气轮胎的旋转轴线测量的径向尺寸)；在图1中标识的是充气轮胎1的横向截面高度h的中间平面(medial plane)m(换言之，平面m将充气轮胎1的横截面高度h一分为二，充气轮胎1的横截面高度h分为两个相同的半部，每个半部的高度均为h/2)。
[0033]
应答器13，即能够存储信息并能够通过射频进行通信的电子器件(通常是无源的，即没有电源供应)，被集成(埋设)在充气轮胎1的内部，特别地集成在胎侧11处(例如，外胎侧11，即，一旦将充气轮胎1安装在轮辋上，就转向车辆的外侧的胎侧)。换言之，应答器13是小尺寸的“智能标签”，其被集成到充气轮胎1的内部，并且适用于响应特定的固定式或便携式装置(称为读取器或轮询装置)的远程轮询；读取器能够在以射频与应答器13自身通信的同时读取和/或修改正在轮询的应答器13内包含的信息。因此，应答器13是根据所谓的rfid技术(“射频识别”)操作的无线读写系统的一部分。
[0034]
根据图2所示，应答器13包括：电子电路14(即微芯片)，其配备有非易失性存储器(通常为eeprom或fram，后者成本更高，但技术上更先进)；天线15，其连接到电子电路14；以及支撑件16，其承载电子电路14和天线15并且通常被定义为“基板”(通常由薄层聚酯薄膜、如pet或pvc的塑料或其它类似材料制成)。在图2所示的实施方式中，天线15是偶极天线(或简称为偶极)并且由两个相等张开的臂制成，该两个相等张开的臂构造有线性电导体，远程地辐射电磁场的电流在该线性电导体上流动。
[0035]
在使用中，天线15接收电磁信号，该电磁信号通过电磁感应在天线15中感应出电势差，这在电子电路14中产生电流循环以向电子电路14自身供电；由此激活的电子电路14借助于天线15发送包含在电子电路14的存储器中的数据，并且在适当时还修改包含在电子电路14的存储器中的数据。
[0036]
根据图2和图3所示，应答器13被插入套筒(sleeve)17，该套筒由叠置并彼此加压的两个粗制橡胶条(strip of green rubber)18制成(显然，两个橡胶条18中的橡胶最初是生的，并在充气轮胎1自身的最终硫化期间与充气轮胎1的其余部分一起硫化)；通常，套筒17的两个粗制橡胶条18比应答器13(即，比电子电路14和天线15)长/宽1mm-2mm。最初，两个粗制橡胶条18是平行六面体，并在应答器13自身周围彼此加压抵靠时，在应答器13的部件周围变形。根据可选的实施方式，套筒17的两个橡胶条18从一开始就被硫化(即，两个橡胶条18的橡胶立即被硫化)。
[0037]
根据不同的实施方式(未示出)，不存在支撑件16，并且其功能由套筒17的橡胶条18执行。
[0038]
根据优选的实施方式，套筒17的厚度t(在其内部包含应答器13)总体在0.6mm和2mm之间，套筒17的宽度w大约是8mm-12mm，套筒17的长度l大约是60mm-80mm。
[0039]
应答器13沿周向配置，即，其沿着以充气轮胎的旋转轴线为中心的圆周配置；重要的是，应答器13(包含在套筒17中)具有平行六面体的矩形形状，因此在充气轮胎1的内部不遵循充气轮胎1的所有其它部件的圆形发展(progression)。
[0040]
根据图5和图6所示的实施方式，应答器13(包含在套筒17内)配置在距胎体帘布层3的边缘19(即，末端)一径向距离(不为零)处(边缘19配置在胎面帘布层9下方，因此在胎面7下方与最内侧胎面帘布层9接触，并且被支撑抵靠胎体帘布层3自身的中间部分)；即，应答器13的上边缘(端部)配置在距胎体帘布层3的边缘19一径向距离(不为零)处。此外，应答器13(包含在套筒17内)配置在距胎圈4的边缘20(即，末端)(特别地胎圈填充物6的边缘，胎圈填充物6终止于该边缘)一径向距离(不为零)处；即，应答器13的下边缘(端部)在径向上比胎圈填充物6靠外侧地配置在距边缘20一径向距离(不为零)处。
[0041]
根据图5和图6所示的实施方式，应答器13(包含在套筒17中)完全包含在带21中，带21的中心位于充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m，并且总幅宽a在16mm到24mm之间(即，幅宽a可以在16mm到24mm之间变化，通常等于20mm)；换言之，以带21的中心位于充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m并且带21具有16mm至24mm的总幅宽a的方式将带21的两端对称地配置在距充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m相同距离(总体在8mm至12mm之间，并且通常等于10mm)处。应答器13被完全包含在带21内，应答器13的各端部配置在距充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m的距离d1或d2小于8mm至12mm处。
[0042]
重要的是，应答器13必须完全包含在带21内，在图5和图6所示的实施方式中，带21的中心位于充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m，但应答器13的中心不是必须位于中间平面m(即，只要符合完全包含在带21内的约束条件，应答器13就能够容易地移向带21的最大值或最小值)。因此，在图5和图6所示的实施方式中，应答器13配置成在充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m(附近)处与胎体帘布层3接触，并且中心不(必要地)在充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m。
[0043]
如前所述，应答器13在径向上配置在胎圈4的外侧，因此在径向上比胎圈填充物6靠外侧。此外，应答器13配置在胎侧11的内侧并在径向上配置在耐磨胶条12的外侧；因此，应答器13配置在存在胎侧11并且不存在耐磨胶条12的区域内。
[0044]
在图5所示的实施方式中，应答器13(包含在套筒17内)配置在胎体帘布层3的折翼的轴向内侧，因此，其在两侧横向地(换言之，轴向地，即，平行于充气轮胎1的旋转轴线)与胎体帘布层3接界；换言之，应答器13在两侧(换言之，在右侧和左侧，即，内外两侧)与胎体帘布层3的对应部分接触。
[0045]
在图6所示的实施方式中，应答器13(包含在套筒17内)配置在胎体帘布层3的折翼的轴向外侧，因此，其在一侧(内侧)横向地(换言之，轴向地，即，平行于充气轮胎1的旋转轴线)与胎体帘布层3接界，并且在相反侧(外侧)与胎侧11接界；换言之，应答器13在内侧与胎体帘布层3的对应部分接触，并且在外侧与胎侧11的对应部分接触。
[0046]
如前所述，应答器13周向地配置，并且具有平行六面体的矩形形状，且在充气轮胎1的内部不遵循充气轮胎1的所有其它部件的圆形发展；结果，如图7所示，由于应答器13具有矩形发展，而充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m具有圆形发展，所以应答器13的每个边缘与充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m之间的径向距离d1或d2沿着应答器13的整个范围连续可变(即使最多1mm至3mm)。在这方面，重要的是，在应答器13的每个边缘与充
气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m之间的最大(即，最大可能的)径向距离d1或d2始终小于8mm至12mm。
[0047]
在图8和图9所示的可选实施方式中，不再相对于充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m限定带21，而是相对于胎体帘布层3的边缘19并且相对于胎圈填充物6的径向外侧的边缘20限定带21。特别地，带21的径向外端配置在距胎体帘布层3的边缘19的径向距离d3等于10mm处，同时带21的径向内端配置在距胎圈填充物6的径向外侧的边缘20的距离d3等于10mm处。结果，应答器13(特别是应答器13的径向外侧边缘)位于距胎体帘布层3的边缘19的径向距离d4大于10mm的位置，并且与此同时，应答器13(特别是应答器13的径向内侧边缘)位于距胎圈填充物6的径向外侧的边缘20的径向距离d5大于10mm的位置。
[0048]
通常，图8和图9的实施方式的带21(应答器13完全包含在其内部)比图5和图6的实施方式的带21更膨胀；此外，图8和图9的实施方式的带21(应答器13完全包含在其内部)通常中心不在充气轮胎1的横截面的高度h的中间平面m，这不同于图5和图6的实施方式的带21。
[0049]
在图8所示的实施方式(类似于图5所示的实施方式)中，应答器13(包含在套筒17中)配置在胎体帘布层3的折翼的轴向内侧，因此在两侧横向地(换言之，轴向地，即，平行于充气轮胎1的旋转轴线)与胎体帘布层3接界；换言之，应答器13的两侧(换言之，在右侧和左侧，即，在内外两侧)与胎体帘布层3的对应部分接触。
[0050]
在图9所示的实施方式(类似于图6所示的实施方式)中，应答器13(包含在套筒17内)配置在胎体帘布层3的折翼的轴向外侧，因此在一侧(内侧)横向地(换言之，轴向地，即，平行于充气轮胎1的旋转轴线)与胎体帘布层3接界，而在相反侧(外侧)与胎侧11接界；换言之，应答器13在内侧与胎体帘布层3的对应部分接触，并且在外侧与胎侧11的对应部分接触。
[0051]
重要的是，胎体帘布层3可以设置有局部增强元件，该局部增强元件被施加到胎体帘布层3的受限部分；例如，胎体帘布层3可以设置有被施加在胎圈4附近的织物增强件和/或设置有也被施加在胎圈4附近的压延的“刮板”。在该情况下，这样的增强元件成为胎体帘布层3的组成部分，因此，应答器13能够配置为也在这种增强元件处与胎体帘布层3接触。
[0052]
充气轮胎1可以是“标准”型，也可以是“非标准”型；例如，充气轮胎1可以是“缺气保用”型、“海绵”型(即在内部设置有具有声学效果的海绵体)或“密封剂”型(即，设置有能够封闭任何孔的密封剂)。
[0053]
在不脱离本发明的保护范围的情况下，本文所述的实施方式可以相互组合。
[0054]
上述充气轮胎1具有许多优点。
[0055]
首先，在上述充气轮胎1中，应答器13的位置使得能够最小化应答器13所经受的应力和变形(在充气轮胎1的构造期间和充气轮胎1的使用期间都如此)，并且同时使应答器13的射频通信干涉和干扰最小化(以此方式，如果充气轮胎1没有安装在金属轮辋上，那么在超过3米的距离上就能够读取应答器13；如果充气轮胎1安装在金属轮辋上，那么在超过2米的距离上就能够读取应答器13)。
[0056]
此外，在上述充气轮胎1中，应答器13的存在(虽然是埋设在充气轮胎1内的“异物”)对充气轮胎1自身的性能和耐久性(或使用寿命)没有负面影响。
[0057]
在图5和图8所示的实施方式中，应答器13位于胎体帘布层3的层的内侧，可以更好
地保护应答器13不受外部干扰。在图6和图9的实施方式中，避免了胎体帘布层3的局部变形，并且完全避免了在应答器13处将空气截留在胎体帘布层3内部的风险，这是因为收纳应答器13的空间完全形成在仅局部变形的胎侧11(其由厚橡胶层制成，因此具有大变形能力)中。
[0058]
最后，上述充气轮胎1的构造是简单的，因为当胎体帘布层3仍然完全平坦时(即，在胎体帘布层围绕成型鼓3缠绕之前)，能够容易地将应答器1粘附到胎体帘布层3，或者在安装胎侧11自身之前，能够容易地将应答器1粘附到胎侧11；显然，仅在图6和图9所示的实施方式中，能够将应答器1粘附到胎侧11，而在所有实施方式中，能够将应答器1粘附到胎体帘布层3。
[0059]
附图标记列表
[0060]
1 充气轮胎
[0061]
2 胎体
[0062]
3 胎体帘布层
[0063]
4 胎圈
[0064]
5 胎圈芯
[0065]
6 胎圈填充物
[0066]
7 胎面
[0067]
8 胎面带束
[0068]
9 胎面帘布层
[0069]
10 内衬层
[0070]
11 胎侧
[0071]
12 耐磨胶条
[0072]
13 应答器
[0073]
14 电子电路
[0074]
15 天线
[0075]
16 支撑件
[0076]
17 套筒
[0077]
18 条
[0078]
19 边缘
[0079]
20 边缘
[0080]
21 带
[0081]
h 高度
[0082]
l 长度
[0083]
w 宽度
[0084]
t 厚度
[0085]
a 幅宽
[0086]
d1 距离
[0087]
d2 距离
[0088]
d3 距离
[0089]
d4 距离
[0090]
d5 距离

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